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技術 通信システム、通信装置及び通信経路制御方法

出願人 日本電気株式会社
発明者 丹羽徹哉
出願日 2016年7月11日 (3年0ヶ月経過) 出願番号 2017-528286
公開日 2018年4月12日 (1年3ヶ月経過) 公開番号 WO2017-010079
状態 特許登録済
技術分野 広域データ交換 移動無線通信システム
主要キーワード 運用時間外 通信距離範囲 経路設計 経路定義 運用パス 処理頻度 災害予測 経路再構築
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題・解決手段

運用前に副系を含めた経路信頼性を担保する死活監視による通信装置頻度下げ電力消費を削減できるよう、通信ステムは、子局14と、中継局13と、中継局13を含む経路を経由して子局14と通信する基地局12と、を有し、基地局12は、経路として主系及び副系の経路に含む中継局13を定義する経路定義部123と、主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局として主系及び副系の経路に含む中継局13のいずれかを定義する副系定義テーブル1244とを有する。

概要

背景

複数の通信装置中継する通信経路を経由して基地局のエリア外の通信装置と基地局とが通信を行う通信システムが実用化されている。

関連する技術としては、例えば特許文献1に、トラヒック方路切替えるスイッチ部を具備する複数の通信装置と、これらの複数の通信装置間を接続する伝送リンクとを有する通信ネットワークシステムが開示されている。始点通信装置は、運用パスと異なる複数の迂回パスの情報を予め保持する。運用パスに障害が発生したときに迂回パスを計算し切替え可能かつ最も優先度の高い迂回パスを選択する。選択した迂回パスの経路に沿って複数の通信装置のうち該当する通信装置を設定することにより障害を回復する。

また特許文献2に、回線の設定の起点となる伝送装置終点となる伝送装置の間に複数の経路を準備し、現用回線から予備回線切り替え可能な通信システムが開示されている。通信システムは、自装置を経路の起点とするときの経路の終点となる装置との間の現用回線の経路に対する予備回線の経路を設定する。通信システムは、設定した予備回線の経路上に位置する回線の中継点としての装置を他の中継点とする他の現用回線あるいはその予備回線の経路の状況を検査し、特定の端末報告する。

また特許文献3に、複数の光伝送ノードから構成され現用光パスに対して複数の予備光パスを設定可能な光伝送システムが開示されている。光伝送ノードは、複数の予備光パスについて、経由する光伝送ノードの情報を示す経路情報と、現用光パスに障害が発生したときに優先的に切り替える切替え優先順位とが設定された予備光パス切替え管理テーブルを備えている。光伝送システムは、複数の予備光パスの正常性を確認し、確認結果に基づいて、予備光パスの切替え優先順位を決定する。

概要

運用前に副系を含めた経路の信頼性を担保する死活監視による通信装置の頻度下げ電力消費を削減できるよう、通信システムは、子局14と、中継局13と、中継局13を含む経路を経由して子局14と通信する基地局12と、を有し、基地局12は、経路として主系及び副系の経路に含む中継局13を定義する経路定義部123と、主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局として主系及び副系の経路に含む中継局13のいずれかを定義する副系定義テーブル1244とを有する。

目的

本発明は、死活監視の回数を削減し通信装置における電力消費を削減できる通信装置、通信システム及び通信経路制御方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

他の通信装置中継局を含む経路を経由して通信する通信装置であって、前記経路として主系及び副系の経路に含む前記中継局を定義する経路定義手段と、前記主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局として前記主系及び副系の経路に含む中継局のいずれかを定義する副系定義テーブルと、を有する通信装置。

請求項2

前記副系定義テーブルは、主系を構成するそれぞれの中継局について、故障時に副系を構成する中継局を定義する、請求項1に記載の通信装置。

請求項3

前記経路定義手段は、主系の経路について死活監視中に、異常が発生した場合、異常状態の装置に対応する副系の中継局に書き換える、請求項1又は2に記載の通信装置。

請求項4

前記経路定義手段は、運用中に、異常が発生した場合、運用中の通信は副系で継続し、運用終了時に、死活監視開始に先立って、異常状態の主系の中継局を、対応する副系の中継局に書き換えて主系の経路を更新する、請求項1から3のいずれかに記載の通信装置。

請求項5

前記経路定義手段は、前記副系定義テーブルを、主系及び副系の経路に含まれる前記中継局に送信する請求項1から4のいずれかに記載の通信装置。

請求項6

他の通信装置及び中継局に送信するパケットに、経路情報には、経路に含まれる装置のシリアル値が通信順序に従って並べて格納される経路情報を格納する請求項1から5のいずれかに記載の通信装置。

請求項7

基地局と子局との通信を中継する主系及び副系の経路に含まれる中継局であって、下りの通信において、パケットを送信して所定時間が経過してもパケットを受信できなかった場合、前記パケットを送信した送信先の中継局が異常状態であることを知らせるパケットを生成して、前記基地局宛に送信する中継局。

請求項8

前記中継局は、異常の中継局に対応する副系の中継局に、その先の主系の中継局及び子局の異常を問い合わせ異常状態と判断した中継局及び子局を知らせるパケットを生成して基地局宛に送信する請求項7に記載の中継局。

請求項9

子局と、中継局と前記中継局を含む経路を経由して前記子局と通信する基地局と、を有し、前記基地局は、前記経路として主系及び副系の経路に含む前記中継局を定義する経路定義手段と、前記主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局として前記主系及び副系の経路に含む中継局のいずれかを定義する副系定義テーブルと、を有する通信システム

請求項10

前記経路の画像を表示する表示手段と、前記表示手段への利用者の操作に基づいて前記基地局に前記経路の運用について指示を送信する制御手段と、を有する親局を有する請求項9に記載の通信システム。

請求項11

前記副系定義テーブルは、主系を構成するそれぞれの中継局について、故障時に副系を構成するどの中継局を利用するかを定義し、前記主系及び副系の各中継局通信距離内に、前記主系及び副系の経路において前記各中継局の次の中継局及び前記次の中継局に対応する前記副系及び主系の中継局が設置される請求項9又は10に記載の通信システム。

請求項12

前記主系の各中継局の通信距離内に、各中継局の通信範囲内に前後の中継局とともに、1つ先の中継局が入るよう前記主系の中継局が設置される請求項9又は10に記載の通信システム。

請求項13

前記主系の4つの中継局から通信可能とするよう前記副系の中継局が設置される請求項9又は10に記載の通信システム。

請求項14

中継局を含む経路を経由して子局と通信する基地局の通信経路制御方法において、前記経路として前記中継局から構成される主系及び副系の経路を定義し、前記主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局として前記副系を構成する中継局のいずれかを定義する通信経路制御方法。

請求項15

中継局を含む経路を経由して子局と通信する基地局のコンピュータに、前記経路として前記中継局から構成される主系及び副系の経路を定義する処理と、前記主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局として前記副系を構成する中継局のいずれかを定義する処理と、を実行させるプログラムを記録した記録媒体

技術分野

0001

本発明は、通信ステム通信装置及び通信経路監視方法に関し、特に、複数の通信装置を含む通信経路を経由して通信を行う通信システム、通信装置及び通信経路制御方法に関する。

背景技術

0002

複数の通信装置が中継する通信経路を経由して基地局のエリア外の通信装置と基地局とが通信を行う通信システムが実用化されている。

0003

関連する技術としては、例えば特許文献1に、トラヒック方路切替えるスイッチ部を具備する複数の通信装置と、これらの複数の通信装置間を接続する伝送リンクとを有する通信ネットワークシステムが開示されている。始点通信装置は、運用パスと異なる複数の迂回パスの情報を予め保持する。運用パスに障害が発生したときに迂回パスを計算し切替え可能かつ最も優先度の高い迂回パスを選択する。選択した迂回パスの経路に沿って複数の通信装置のうち該当する通信装置を設定することにより障害を回復する。

0004

また特許文献2に、回線の設定の起点となる伝送装置終点となる伝送装置の間に複数の経路を準備し、現用回線から予備回線切り替え可能な通信システムが開示されている。通信システムは、自装置を経路の起点とするときの経路の終点となる装置との間の現用回線の経路に対する予備回線の経路を設定する。通信システムは、設定した予備回線の経路上に位置する回線の中継点としての装置を他の中継点とする他の現用回線あるいはその予備回線の経路の状況を検査し、特定の端末報告する。

0005

また特許文献3に、複数の光伝送ノードから構成され現用光パスに対して複数の予備光パスを設定可能な光伝送システムが開示されている。光伝送ノードは、複数の予備光パスについて、経由する光伝送ノードの情報を示す経路情報と、現用光パスに障害が発生したときに優先的に切り替える切替え優先順位とが設定された予備光パス切替え管理テーブルを備えている。光伝送システムは、複数の予備光パスの正常性を確認し、確認結果に基づいて、予備光パスの切替え優先順位を決定する。

先行技術

0006

国際公開WO2009/119571号
特開2011−130172号公報
特開2013−243559号公報

発明が解決しようとする課題

0007

上述の特許文献1に記載されている通信ネットワークシステムは、運用パスに障害が発生したときに迂回パスを計算し切替え可能かつ最も優先度の高い迂回パスを選択する。特許文献1に記載の構成は、現用パスに異常が発生したときに、新たな迂回パスが計算され、事前に迂回パスの死活監視をおこなうものではない。

0008

特許文献2に記載されている通信システムは、予め予備回線の経路が設定され、現用回線あるいはその予備回線の経路の状況をタイマで設定された時刻到来によって検査する。また特許文献3に記載されている光伝送システムは、複数の予備光パスの正常性を定周期で確認する。特許文献2及び3に記載されている構成では、新たな予備回線や予備光パスが設定されたとき、それまでに含まれていなかった通信装置が予備回線や予備光パスに含まれる可能性があり、その予備回線や予備光パスが必要となる。

0009

本発明は、死活監視の回数を削減し通信装置における電力消費を削減できる通信装置、通信システム及び通信経路制御方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明の通信システムは、子局と、子局と通信する基地局と、子局と基地局の通信を中継する中継局とを有し、基地局は、中継局から構成される主系及び副系の経路を定義する経路定義部と、主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局を、副系を構成する中継局から定義する副系定義テーブルとを有する。

0011

本発明の通信装置は、他の通信装置と中継局を経由して通信する通信装置であって、中継局から構成される主系及び副系の通信経路を設定する通信経路定義部と、主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局を、副系を構成する中継局から定義する副系定義テーブルとを有する。

0012

本発明の通信経路制御方法は、子局と、子局と通信する基地局と、子局と基地局の通信を中継する中継局とを有する通信システムの通信経路制御方法であって、中継局から構成される主系及び副系の経路を定義し、主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局を、副系を構成する中継局から定義する。

発明の効果

0013

本発明によれば、死活監視の回数を削減し通信装置における電力消費を削減できる。

図面の簡単な説明

0014

図1は、第1の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
図2は、図1親局、基地局、中継局及び子局の構成を示すブロック図である。
図3は、図2装置シリアル値テーブルの一例を示す図である。
図4は、図2の経路定義テーブルの一例を示す図である。
図5は、図2装置状態管理テーブルの一例を示す図である。
図6は、図2の副系定義テーブルの一例を示す図である。
図7は、副系定義テーブルに定義された副系の中継局の配置を示す図である。
図8は、基地局、中継局及び子局の間で送受信されるパケットの構成の一例を示す図である。
図9は、経路情報の構築の動作を示すフローチャートである。
図10は、運用時の動作を示すフローチャートである。
図11は、図1の基地局12−1から中継局13−1へ送信されるパケットの構成の一例を示す図である。
図12は、図1の中継局13−1から中継局13−2へ送信されるパケットの構成の一例を示す図である。
図13は、図1の子局14−1から中継局13−3へ送信されるパケットの構成の一例を示す図である。
図14は、図1の中継局13−1から基地局12−1へ送信されるパケットの構成の一例を示す図である。
図15は、基地局の運用終了時の動作を示すフローチャートである。
図16は、基地局の経路再構築の動作を示すフローチャートである。
図17は、経路再構築によって更新された経路定義テーブルの例を示す図である。
図18は、基地局による死活監視の動作を示すフローチャートである。配置の例を示す図である。
図19は、中継局の配置の変形例を示す図である。
図20は、中継局の配置の他の変形例を示す図である。

実施例

0015

図1は、第1の実施形態の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の通信システム1は、基地局が管理する1以上の子局と通信する通信システムである。また基地局12−1、12−2がネットワークを介して親局11と通信する。本実施形態の通信システム1は、中継局13−1から13−12が中継する通信経路を経由して、例えば基地局12−1の通信可能範囲外の子局14−1、14−2と基地局12−1とが通信を行う。

0016

また図1に示すように子局14−1と基地局12−1とが通信を行う経路Aとして、中継局13−1、13−2、13−3を経由する経路を経路Aの主系として定義するともに、主系と異なる中継局13−4、13−5、13−6を経由する経路を経路Aの副系として定義する。同様に、子局14−2と基地局12−1とが通信を行う経路Bとして、図1に示すように中継局13−7、13−8、13−9を経由する経路を経路Bの主系として定義するとともに、主系と異なる中継局13−10、13−11、13−12を経由する経路を経路Bの副系として定義する。

0017

なお以下の説明において特にどの基地局か特定しない場合、基地局12−1、12−2を基地局12という。同様に特にどの中継局か特定しない場合、中継局13−1から13−12を中継局13という。特にどの子局か特定しない場合、子局14−1、14−2を子局14という。

0018

また以下の説明において特定の目的、例えば災害予測のため多数設置されたセンサ等からデータを取得するため通信システム1内の各装置間で通信することを運用という。災害とは、例えば、土砂災害である。なお、気象観測気象予測のためにセンサ等が多数設置されたシステムであってもよい。子局14は、例えば、災害予測システムに利用されるセンサが接続された無線通信機である。例えば親局11から指示に基づいて運用が開始又は終了されるとしてよい。なお運用されていない時間でも例えば死活監視等のため通信システム1内の各装置は他の装置と通信可能である。

0019

本実施形態の通信システム1は、運用中に主系で異常が発生した場合、副系に経路を切り替えて通信を継続する。また異常発生時、主系の経路から副系の経路に切り替えた際に、副系にも異常があって通信が途絶するのを防止するため、運用時間外に主系及び副系に対して死活監視を行う。運用前に死活監視済みの通信経路を使用することによって副系含めた経路の信頼性を担保出来る。また死活監視の対象を絞り込み、経路設計が簡便とし通信経路の設計を容易とする。また、各中継機及び子局における死活監視のための処理頻度をさげ、中継局及び子局における電力消費も削減する。

0020

図2は、図1の親局、基地局、中継局及び子局の構成を示すブロック図である。

0021

親局11は、データベース111と、制御部112と、表示部113と、情報送信部114を備えている。制御部112は、ネットワークを経由して接続される基地局12に対し、表示部113への利用者の操作に基づいて経路について運用の開始や運用の終了の指示を送信する。また、各基地局から得られた情報を基に例えばセンサの測定データや災害予測情報等を生成する。なお、気象観測や気象予測のためのシステムであれば気象観測や気象予測等を生成してもよい。情報送信部114は、同報無線、メール、その他のメディアによって、生成された情報を送信する。

0022

基地局12は、無線部121と、通信制御部122と、経路定義部123と、記憶部124を備えている。記憶部124は、基地局12の管理する中継局13及び子局14についての装置シリアル値テーブル1241、経路定義テーブル1242、装置状態管理テーブル1243、副系定義テーブル1244を記憶している。

0023

図3は、図2の装置シリアル値テーブル1241の一例を示す図である。装置シリアル値テーブル1241は、図3に示すように装置名と、各装置を特定するためのシリアル値とを対応させたテーブルである。装置シリアル値テーブル1241は、例えばユーザの親局11への操作に基づいて経路定義部123が生成する。

0024

図4は、図2の経路定義テーブル1242の一例を示す図である。経路定義テーブル1242は、図4に示すように、経路番号に対応して経路に含まれる装置のシリアル値を通信順序(各装置の並んでいる順序)に従って並べたテーブルである。経路定義テーブルは、主系のみ定義しており、異常がない状態ではこの経路が使用される。下りの通信では、例えばテーブルを順方向(テーブルの左から右)に読む上りの通信では、テーブルを逆方向(テーブルの右から左)に読む。経路定義テーブル1242は、例えばユーザの親局11への操作に基づいて経路定義部123が生成する。

0025

図5は、図2の装置状態管理テーブル1243の一例を示す図である。装置状態管理テーブル1243は、図5に示すように装置シリアル値とそれぞれの装置の状態(故障通信断などの異常が発生していないか)とを対応させたテーブルである。例えば、状態としては、正常又は異常のいずれかの情報が登録されるとしてよい。

0026

図6は、図2の副系定義テーブル1244の一例を示す図である。副系定義テーブル1244は、主系及び副系に含まれる中継局を定義するテーブルである。さらに副系定義テーブル1244は、図6に示すように、主系を構成するそれぞれの中継局について、故障時に副系を構成するどの中継局を利用するかを定義するテーブルでもある。経路定義部123が、例えばユーザの親局11への操作に基づいて、主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局として副系を構成する中継局のいずれかを定義し、副系定義テーブル1244を生成する。

0027

また、主系を構成する中継局であれば、各中継局通信距離内に、主系の経路において上り下りそれぞれの次の中継局及びにそれらに対応する副系の中継局を設置する。また副系を構成する中継局であれば、各中継局の通信距離内に、副系の経路において上り下りそれぞれの次の中継局及びにそれらに対応する主系の中継局を設置する。

0028

例えば、図7に示すように、中継局13−1の通信範囲13−1a内には、上り下りそれぞれの次の中継局13−2及び基地局12−1とともに中継局13−2に対応する副系の中継局13−5も設置される。また例えば中継局13−5の通信範囲13−5a内には、図7に示すように、副系の上り下りそれぞれの次の中継局13−4及び中継局13−6とともに中継局13−4及び中継局13−6に対応する副系の中継局13−1及び中継局13−3も設置される。

0029

図2に示すように親局のデータベース111にも、装置シリアル値テーブル1111、経路定義テーブル1112、装置状態管理テーブル1113、副系定義テーブル1114を備えていてもよい。装置シリアル値テーブル1111、経路定義テーブル1112、装置状態管理テーブル1113、副系定義テーブル1114は、各基地局12において保持している装置シリアル値テーブル1241、経路定義テーブル1242、装置状態管理テーブル1243、副系定義テーブル1244をそれぞれ統合した内容としてもよい。

0030

図8は、基地局、中継局及び子局の間で送受信されるパケット15の構成の一例を示す図である。

0031

パケット15の先頭エリアには、送信元のシリアル値151が格納され、次のエリアには送信先のシリアル値152が格納され、その次のエリアに経路情報153が格納される。経路情報153には、経路に含まれる装置のシリアル値151−1、152−2・・・151−nが通信順序(各装置の並んでいる順序)に従って並べて格納されている。

0032

基地局12から子局14への要求として送信されて、子局14からの応答として基地局12に受け取られるまで、経路情報153はパケット15上に保持され続ける。送信元のシリアル値151、送信先のシリアル値152は、その時パケットを送受信している装置である。基地局12、中継局13及び子局14の各通信制御部は、無線通信により受信したパケット15の送信先のシリアル値152が自身のシリアル値であればその通信を受け入れる。通信を受け入れた通信制御部は、パケット15上の送信元のシリアル値151を自身のシリアル値に書換え、パケット15上の経路情報153を参照し、送信先のシリアル値152を次の通信先のシリアル値に書き換えて、無線通信により送信を行う。上り、下りの判断(経路情報を順方向に読むか、逆方向に読むか)は送信先のシリアル値152、送信元のシリアル値151の設定値と経路情報153の部分の並び方を比べることで判断できる。なお基地局12から発して、子局14までの通信を「下り」という。また子局14からの応答、つまり子局14から発して、基地局12までの通信を「上り」という。例えばパケット15上の経路情報153を順方向に読んで、パケット15上の送信元のシリアル値151と送信先のシリアル値152のオフセット値を記憶し、それぞれのオフセット位置を比較し、送信先のシリアル値152のオフセット値の方が大きければ下り、小さければ上りと判断できる。経路情報153の次のエリアに要求内容154が格納される。

0033

図2もどり図1の基地局、中継局及び子局の構成について説明する。

0034

基地局12は、無線部121と、通信制御部122と、経路定義部123と、記憶部124を備えている。無線部121は、無線通信を行う。

0035

通信制御部122は、CPUと、記憶装置と、異常判断回路と、死活監視のためのタイマを備えている。通信制御部122は、自局が管理している中継局13及び子局14の経路定義テーブル1242に従い、無線部121に対して通信元、通信先、経路情報を通信パケットに格納する。さらに通信制御部122は、子局14に対する要求を通信パケットに格納する。また、通信制御部122は、各中継局13の運用状態・異常有無を管理し、各中継局13の運用状態・異常有無の変化があれば装置状態管理テーブル1243を更新する。

0036

経路定義部123は、CPUと、記憶装置を備える。経路定義部123は、基地局12が管理している経路に関する情報を管理する。経路上の通信先から異常の応答が返却された場合は、異常状態の局を避ける形で経路情報を再定義する。

0037

中継局13は、無線部131と、通信制御部132を備えている。無線部131は、無線通信を行う。通信制御部132は、無線部131が受信した通信パケットに格納されている経路情報に従い、次の通信先を無線部131に指示する。自身が故障している場合や、次の通信先から応答が無い場合等は異常であることを通信元へ応答する。

0038

子局14は、無線部141と、通信制御部142と、要求処理部143、雨量計などのテレメータ144を備えている。無線部141は、無線通信を行う。通信制御部142は、無線部141が受信した通信パケットに格納されている要求を取り出して、要求処理部143に渡す。要求処理部143の処理結果が渡された場合は、通信パケットに格納する。経路情報に従い、次の通信先を無線部141に指示する(応答する)。要求処理部143は、処理(判断)するCPUと、記憶装置を備えており、通信制御部142から渡された要求に従った処理を行い、必要があれば結果を通信制御部142に返す。例えば、雨量計などのテレメータ144に測定結果を要求し、測定結果を取得する。

0039

次に本実施形態の基地局の経路情報の構築の動作について説明する。図9は、基地局の経路情報の構築の動作を示すフローチャートである。

0040

まず親局11が対象の経路を指定する。例えば、表示部113が地図上に経路を示す画像を表示する。ユーザが表示部113に表示された地図上に表示されている経路をクリックすると、表示部113は経路に対する操作を指定するためのポップアップを表示する。あるいは表示部113がプルダウンリストを表示する。ユーザがプルダウンリスト中の経路をクリックすると操作を指定するためのポップアップを表示するとしてもよい。

0041

操作を指定するためのポップアップ中の運用開始指示をユーザが選択する操作を行うことによって、親局11のデータ収集制御部112が、基地局12の通信制御部122に運用開始指示を送信する(ステップS1)。

0042

通信制御部122は、運用開始指示を受信すると、経路定義部123に対し、ユーザの操作により指定された経路(例えば経路A)について経路情報を問い合わせる(ステップS2)。

0043

経路定義部123は、経路定義テーブル1242を検索して指定経路の経路情報を取得する(ステップS3)。取得した経路Aの経路情報を、主系として通信制御部122に送信する(ステップS4)。通信制御部122は、取得した経路Aの経路情報を主系として記憶する(ステップS5)。

0044

また経路定義部123は、取得した経路Aの経路情報を、主系として通信制御部122に送信した後、経路情報に定義されているシリアル値の副系を、副系定義テーブル1244を検索し取得する(ステップS6)。経路定義部123は、経路に定義されている各シリアル値について、順次、実施する。経路定義部123は、経路情報のシリアル値を取得できたか判断し、取得できたら、経路情報のシリアル値を取得した副系のシリアル値で置き換える(ステップS8)。なお取得できなかった場合はステップS9に進み、元のシリアル値のまま置き換えはしない。経路定義部123は、作成された経路情報を、副系として通信制御部122に送信する(ステップS9)。通信制御部122は、取得した経路の経路情報を副系として記憶する(ステップS10)。なお通信制御部122は、主系及び副系に含まれる中継局に対し、ステップS5及びS10で取得した経路の経路情報を送信してもよい。

0045

次に本実施形態の運用時の動作について説明する。図10は、運用時の動作を示すフローチャートである。

0046

まず基地局12は、ステップS5で記憶している主系の経路で中継局及び子局14と通信する(ステップS11)。図11は、図1の基地局12−1から中継局13−1へ送信されるパケット15の構成の一例を示す図である。例えば、基地局12−1から経路Aで子局14−1にパケット15を送信する場合、まず基地局12−1の通信制御部122は、パケット15の送信元のシリアル値151に、送信元である基地局12−1のシリアル値101を格納し、次の送信先のシリアル値152に、中継局13−1のシリアル値を格納する。また経路情報153−1から153−5に、101、201、202、203、301を格納する。要求内容154を格納し、パケット15を次の送信先である中継局13−1に送信する。

0047

中継局13−1の通信制御部132は、無線通信により受信したパケット15の送信先のシリアル値152が自身のシリアル値201であるのでその通信を受け入れる。図12は、図1の中継局13−1から中継局13−2へ送信されるパケットの構成の一例を示す図である。通信を受け入れた通信制御部132は、パケット15上の送信元のシリアル値151を自身のシリアル値201に書換え、パケット15上の経路情報153を参照し、送信先のシリアル値152を次の通信先中継局13−2のシリアル値202に書き換えて、パケット15を次の送信先である中継局13−2に送信する。

0048

中継局13−2、13−3を経由してパケット15を受け取ると、子局14−1の通信制御部142は、要求内容154に格納されている要求を取り出して、要求処理部143に渡す。要求処理部143は、要求に従って処理した結果を通信制御部142に渡す。図13は、図1の子局14−1から中継局13−3へ送信されるパケット15の構成の一例を示す図である。通信制御部142は、パケット15上の送信元のシリアル値151を自身のシリアル値301に書換え、パケット15上の経路情報153を参照し、送信先のシリアル値152を次の通信先中継局13−3のシリアル値203に書き換えて、パケット15を次の送信先である中継局13−3に送信する。

0049

中継局13−3、13−2を経由してパケット15を受け取ると、中継局13−1の通信制御部132は、無線通信により受信したパケット15の送信先のシリアル値152が自身のシリアル値201であるのでその通信を受け入れる。図14は、図1の中継局13−1から基地局12−1へ送信されるパケット15の構成の一例を示す図である。通信を受け入れた通信制御部132は、パケット15上の送信元のシリアル値151を自身のシリアル値201に書換え、パケット15上の経路情報153を参照し、送信先のシリアル値152を次の通信先基地局12−1のシリアル値101に書き換えて、パケット15を次の送信先である基地局12−1に送信する。

0050

また各中継局は、下りの通信において、次の中継局にパケットを送信して所定時間が経過してもパケットを受信できなかった場合、さきほどパケットを送信した送信先の中継局が異常であると判断し、異常状態であることを知らせるパケットを生成して、基地局宛に送信する。なお、その前に、異常の中継局に対応する副系の中継局に、その先の主系の中継局及び子局の異常を問い合わせてもよい。副系の中継局は、その先の中継局及び子局に対し、異常がないか問い合わせ、所定時間が経過しても返信を受信できなかった中継局及び子局が異常であると判断し、異常状態と判断した中継局及び子局を知らせるパケットを生成して基地局宛に送信するとしてもよい。

0051

基地局12は、子局あてにパケットを送信して所定時間経過した後、主系の経路に異常を知らせるパケットの受信がないか判断する(ステップS12)。もし異常があれば、装置状態管理テーブル1243の、異常のある装置の状態として異常を示す情報を記録する(ステップS13)。次に基地局12は、前もってステップS10で記憶している副系の経路で中継局及び子局14と通信する(ステップS14)。ステップS12において異常がない場合は主系の経路について、副系に切り替えられた場合は副系の経路について、異常はないか判断する(ステップS15)。もし異常があれば、装置状態管理テーブル1243の、異常のある装置の状態として異常を示す情報を記録する(ステップS16)
次に本実施形態の基地局による運用終了時の動作について説明する。図15は、基地局の運用終了時の動作を示すフローチャートである。親局11から運用終了指示の操作がされた場合、装置状態管理テーブル1243を検索して異常を示す記録があるか判断する(ステップS17)。もし異常を示す記録があれば、経路の再構築を行う(ステップS18)。なければ運用を終了し、後述の死活監視の動作に移行する。

0052

次に本実施形態の基地局による経路再構築の動作について説明する。
次の場合、基地局12は主系を再定義する。すなわち経路定義テーブル1242を更新する。

0053

図16は、基地局の経路再構築の動作を示すフローチャートである。図16に示すように、例えば、運用終了指示の操作がされ、親局11のデータ収集制御部112が、基地局12の通信制御部122に運用終了指示を送信すると(ステップS20)、通信制御部122は、運用終了指示を受信すると、経路定義部123に対し、経路再構築を指示する(ステップS21)。運用中に、異常が発生した場合、運用中の通信は副系で継続し、運用終了操作が行われた際に、後述の死活監視開始に先立って、再構築を行う。なお後述のように、死活監視で異常があった場合にも、経路再構築を行う。

0054

経路定義部123は、装置状態管理テーブル1243を検索して異常状態の装置のシリアル値を取得する(ステップS22)。異常状態の装置のシリアル値を1件以上取得できたか判断し(ステップS23)、取得できなかった場合は、死活監視の動作に移行する。取得できた場合は、取得したそれぞれのシリアル値を検索キーとして、副系定義テーブル1244を検索し、それぞれのシリアル値に対応する副系のシリアル値を取得する(ステップS24)。例えば異常状態の装置のシリアル値として中継局202、208が故障したとすると、202に対応する205を取得し、208に対応する211を取得する。

0055

図17は、経路再構築によって更新された経路定義テーブルの例を示す図である。図17に示すように、経路定義部123は、図4に示す経路定義テーブルの異常状態のシリアル値202が格納されていた経路Aの中継局13−2を、対応する副系の中継局13−5のシリアル値205に書き換える。また、異常状態のシリアル値208が格納されていた経路Bの中継局13−8を、対応する副系の中継局13−11のシリアル値211に書き換える(ステップS26)。記憶部124は、更新した経路定義テーブル1242に置き換えて記憶する。経路Aの主系の経路は、図7に示すように、異常状態のシリアル値208が格納されていた中継局13−2を迂回し、対応する副系の中継局13−5を経由する経路に変更される。

0056

取得できなかった場合、その中継局が所属している経路は副系が使えないため通信が断絶している状態となる。経路定義部123は、副系を取得できなかったシリアル値を検索キーとして、経路定義テーブル1242の内容を検索し(ステップS27)、所属している経路を取得し、通信制御部122に取得した経路を通知する(ステップS28)。

0057

通信制御部122は、通知された経路を親局11のデータ収集制御部112に通知する(ステップS29)。

0058

親局11のデータ収集制御部112は、通知された経路を運用開始・終了指示が可能な経路から外す(ステップS30)。またこれに限らず、選択リストを表示する場合そのリストから除外するとしてもよい。さらに例えば、経路を表示する地図の表示を変えて子局や中継局等が異常であることを表示するとしてもよい。このことによって土砂災害へ応用した場合、子局や中継局等の故障からその設置場所土砂崩壊等が発生した可能性があると推測することができる。

0059

次に本実施形態の基地局による死活監視の動作について説明する。図18は、基地局による死活監視の動作を示すフローチャートである。

0060

まず基地局12は、主系の経路について死活監視を行う(ステップS31)。基地局は主系の経路にしたがって中継局に死活監視のためのパケットを送信する。死活監視のためのパケットを受信した中継局は、次の中継局にパケットを送信する。

0061

各中継局は下りの通信において、次の中継局にパケットを送信して所定時間が経過してもパケットを受信できなかった場合、さきほどパケットを送信した送信先の中継局が異常状態であることを知らせるパケットを生成して、基地局宛に送信する。なお、その前に、異常の中継局に対応する副系の中継局に、その先の中継局及び子局の異常を問い合わせてもよい。副系の中継局は、その先の中継局及び子局に対し、異常がないか問い合わせ、所定時間が経過しても返信を受信できなかった中継局及び子局が異常であると判断し、異常状態と判断した中継局及び子局を知らせるパケットを生成して基地局宛に送信するとしてもよい。

0062

基地局12は、ステップS5で記憶している主系の経路に異常はないか判断する(ステップS32)。もし異常があれば、装置状態管理テーブル1243の、異常のある装置の状態として異常を示す情報を記録する(ステップS33)。異常がなければステップS34に進む。

0063

次に基地局12は、ステップS10で記憶している副系の経路で死活監視を行う(ステップS34)。副系の経路について、異常はないか判断し(ステップS35)、もし異常があれば、装置状態管理テーブル1243の、異常のある装置の状態として異常を示す情報を記録する(ステップS36)
次に、装置状態管理テーブル1243を検索して異常を示す記録があるか判断する(ステップS37)。異常を示す記録がなければ死活監視の動作を終了する。もし異常を示す記録があれば、上述の経路の再構築を行う(ステップS38)。

0064

以上、説明したように本実施形態の通信システムは、子局からの情報収集のため運用する時間外に主系及び副系に対して死活監視を行う構成を備えることにより、主系に異常があって切り替えた副系に異常があって通信が途絶するのを防止することができる。また主系の中継局にそれぞれ対応して設定する中継局を、副系を構成する中継局から設定する。この構成により、経路の設計が容易でまた、異常が発生して経路再設定時の死活監視が不要となり、死活監視の回数を削減でき、中継局及び子局における電力消費を削減することができる。

0065

なお上述の実施形態では、親局、基地局、中継局及び子局は不揮発性メモリ(不図示)に記憶されているプログラムを実行することで経路情報の構築処理、運用時の処理、基地局の経路再構築処理及び死活監視処理等の機能を実現することができる。この場合、親局、基地局、中継局及び子局が実行するプログラムはコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶してもよく、通信回線を介してサーバからダウンロードするようにしてもよい。また、親局、基地局、中継局及び子局は内部にコンピュータシステムを有しており、その処理手順プログラム形式でコンピュータ読取り可能な記録媒体によって記憶されていてもよい。コンピュータシステムが当該プログラムを読み出して実行することにより経路情報の構築処理、運用時の処理、基地局の経路再構築処理及び死活監視処理等を実現することができる。尚、「コンピュータシステム」とはCPU、メモリ周辺機器などのハードウェアオペレーティングシステム(OS)などのソフトウェア包含する。また、「コンピュータシステム」はWWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境・表示環境を包含する。

0066

また、上述のフローチャートに表された経路情報の構築処理、運用時の処理、基地局の経路再構築処理及び死活監視処理等を実現するプログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して、当該プログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。「コンピュータ読取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリなどの書込可能な不揮発性メモリ、CD−ROMなどの可搬記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置を意味する。

0067

また、「コンピュータ読取り記録媒体」とは、インターネットなどのネットワーク、通信回線、電話回線を介してプログラムを送信する場合に用いられるサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えば、DRAM)のように一定時間プログラムを保持しているものを含む。上述のプログラムを記憶装置に格納したコンピュータシステムから伝送媒体を介して、或いは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送するようにしてもよい。「プログラムを伝送する伝送媒体」とはインターネットなどのネットワーク(通信網)、電話回線、通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体を意味する。また、上述のプログラムは本発明に係る経路情報の構築処理、運用時の処理、基地局の経路再構築処理及び死活監視処理の一部を実現するものであってもよい。或いは、上述のプログラムはコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組合せで本発明の機能を実現するような差分プログラム(又は、差分ファイル)としてもよい。

0068

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

0069

例えば、中継局の設置の例は上記のものに限られない。副系定義テーブル1244は、例えば、主系を構成するそれぞれの中継局について、通信距離、位置情報等を対応させたテーブルとする。また副系定義テーブル1244は、副系にのみ含める中継局を登録してもよい。図15に示した経路再構成の処理において、異常があった中継局のシリアル値をキーとして、前後の中継局から通信可能な中継局を検索し、副系として利用するとしてもよい。

0070

図19は、中継局の配置の変形例を示す図である。主系を1列に配列した中継局により構成し、各中継局の通信範囲内に前後の中継局とともに、1つ先の中継局が入るようにする。例えば、図19に示すように、中継局13−3の通信距離範囲13−3a内に、前後の中継局13−2及び13−4とともに、1つ先の中継局13−1及び13−5が入るようにする。この構成の場合、中継局13−4に異常がある場合、異常がある中継局を飛ばした経路を構成することが可能になる。

0071

図20は、中継局の配置の他の変形例を示す図である。図20に示すように、主系を1列に配列した中継局により構成し、主系の中継局13−3、13−4の間に列外に中継局13−7を配置する。中継局13−7は、中継局13−2の通信可能範囲13−2a及び13−5の通信可能範囲13−5aに入るようにして中継局13−7は4つの中継局から通信可能とする。また副系定義テーブル1244は、副系にのみ含める中継局13−7を登録する。中継局13−3及び13−4の一方または両方に問題がある場合、中継局13−2から中継局13−7を経由して中継局13−5に中継する経路を構成することで中継することが可能になる。

0072

この出願は、2015年7月15日に出願された日本出願特願2015−141386を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

0073

1通信システム
11親局
12基地局
13中継局
14子局
111データベース
112データ収集制御部
113 表示部
114情報送信部
121、131、141無線部
122、132、142通信制御部
123経路定義部
124 記憶部
143要求処理部
1111、1241装置シリアル値テーブル
1112、1242 経路定義テーブル
1113、1243装置状態管理テーブル
1114、1244 副系定義テーブル

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